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Cajal间质细胞与胃肠运动

齐清会  刘健  刘勇  
【摘要】:早在1895年西班牙解剖学家Santiago Ramony Cajal就发现了以他的名字命名的Cajal间质细胞(In-terstitial cells of CAJAL,ICC)。但直至1977年Faussone-Pellegrini等才首先提出ICC可能是胃肠起搏细胞(pacemrker cell)。近年来,通过解剖学、形态学、发育生物学、电生理学研究以及基因操纵技术等的应用,证实ICC是胃肠道的起搏细胞,可产生自发电节律变化,沿胃肠道传递形成慢波。而且,不断深入的研究揭示ICC 不仅具有起搏(pacemaker)的活性,还具有传播慢波,介导肠神经信号传递等重要功能。对ICC的认识是近年来胃肠动力学研究的重要进展。ICC可能同平滑肌细胞具有共同起源,因为在无干细胞因子(stem cell factor,SCF)作用的条件下,ICC将转化为平滑肌细胞。SCF与ICC表面的受体一c-kit结合,是ICC正常发育所必备的条件。在胃肠道中,仅ICC表达c-kit,因此我们可用免疫组化方法标记识别ICC。ICC的功能与它的解剖分布存在密切关系。分布于胃、小肠环纵肌之间ICC(IC-MY)和结肠粘膜下的ICC(IC-SM)是起搏细胞,可产生和传播慢波。弥漫分布于环行和纵行肌肉的ICC或丛集分布于环行肌某些区域的ICC(ICC-IM)则被证实介导肠神经系统的信号传递。IC-MY可产生自发节律性电位变化,表现为迅速除极化,部分复极化,然后为持续数秒的平台期。单个ICC的电位变化与从整体水平获得的慢波非常相似。频率表现为数次~30次/分钟。ICC起搏活性的机制还不完全清楚,目前认为ICC内周期性的内质网IP3受体敏感钙释放和线粒体对钙的摄取引起[Ca~(2+)]i振荡,导致非选择阳离子通道(TRP4)开放使细胞外钙内流是ICC产生自发电位变化的重要因素。慢波由起搏区域的ICC产生,沿ICC网络传播。顺序的调节相应平滑肌细胞的膜电位变化,如达到阈值,则激活平滑肌细胞膜的L-型钙通道,收缩平滑肌细胞。慢波的频率决定收缩的频率,收缩幅度与慢波的幅度和持续时间相关。而且由于慢波由近及远传播,也保证了胃肠运动的顺序性。IC-IM则被证实参与肠神经系统的信号传递。近年来大量的实验均表明ICC与胃肠动力障碍疾病相关。如研究发现Hirschsprung病、慢传输性便秘患者的ICC数目明显减少。形态学研究发现炎症性肠病(如克隆氏病和溃疡性结肠炎)患者结肠ICC出现异常变化。在结肠炎动物模型中,研究发现结肠动力异常的同时也发现ICC形态异常。对ICC不断深入的认识给我们以重要的启示。由于ICC在胃肠运动中的重要作用,因此ICC与胃肠动力疾病可能存在密切的关系,调节ICC可能是治疗胃肠动力性疾病的一个重要着眼点。

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